FR3040638A1 - Procede et installation de traitement de terre lourde ou collante, par exemple de type terre glaise ou argileuse - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement de terre lourde ou collante comprenant des opérations successives consistant : - à mélanger ladite terre lourde ou collante au moins avec des gravats minéraux en forme de pierres et/ou de cailloux, et éventuellement avec du compost de déchets végétaux pour obtenir un mélange de base, - à traiter par broyage ledit mélange de base pour obtenir un broyat, - à chauffer ledit broyat, et - à réaliser une opération de criblage dudit broyat chauffé. Ce procédé permet d'améliorer la valorisation de telles terres lourdes/collantes, en facilitant leur travail et le cas échéant en les rendant plus fertiles avec le compost de déchets végétaux. L'invention concerne également une installation pour la mise en œuvre d'un tel traitement, comprenant des moyens broyeurs (2), des moyens cribleurs (4) et, entre les deux, des moyens de transfert (3) comportant des moyens de chauffage (11).

Description

Domaine technique auquel se rapporte l'invention

La présente invention concerne un procédé pour le traitement de terre lourde ou collante, par exemple de type terre glaise ou argileuse.

Elle concerne également une installation de traitement pour une telle terre lourde ou collante.

Arriere-plan technologique

Les terres lourdes ou collantes, à forte capacité d’agglomération, comme en particulier les terres glaises ou argileuses, sont difficiles à travailler et très généralement peu fertiles.

Il est connu d’améliorer les sols comportant de telles terres lourdes ou collantes en y ajoutant du sable et éventuellement un matériau fertilisant tel que du compost ou du fumier.

Cet apport de sable et éventuellement de matériau fertilisant sont réalisés directement sur le sol terreux que l’on cherche à améliorer, puis par brassage de l’ensemble.

Cependant, de telles opérations ne sont pas toujours faciles à réaliser dans le sol ; et les matériaux rapportés (sable et fertilisant) sont parfois assez onéreux.

Objet de l’invention

La présente invention propose un procédé et une installation visant à traiter les terres lourdes ou collantes afin d’en améliorer la valorisation.

Pour cela, le procédé conforme à l’invention comprend la succession d’opérations consistant : - à mélanger ladite terre lourde ou collante au moins avec des gravats minéraux en forme de pierres et/ou de cailloux pour obtenir un mélange de base, - à traiter par broyage ledit mélange de base pour obtenir un broyât, - à chauffer ledit broyât, et - à réaliser une opération de criblage dudit broyât chauffé pour obtenir au moins deux gammes de granulométrie différentes de broyât.

On obtient une terre, moins lourde et collante et plus facile à travailler, cela par une succession d’étapes de traitement hors sol et en utilisant des gravats minéraux de type pierres et/ou cailloux peu onéreux.

De préférence, le mélange de base est obtenu en mélangeant la terre lourde ou collante et les gravats minéraux dans les proportions volumiques suivantes : terre lourde ou collante : entre 40 et 80 %, gravats minéraux : entre 20 et 60 %, l’ensemble étant égal ou pratiquement égal à 100 %.

De manière à rendre la terre plus fertile, le procédé selon l’invention consiste à ajouter du compost de déchets végétaux à la terre lourde ou collante et aux gravats minéraux.

Dans ce cas, de préférence, le procédé consiste à obtenir ledit mélange de base en mélangeant la terre lourde/collante, les gravats minéraux et le compost de déchets végétaux dans les proportions volumiques suivantes : - terre lourde/collante : entre 35 et 70 % - gravats minéraux : entre 15 et 40 % - compost de déchets végétaux : entre 10 et 30 %, l’ensemble étant égal ou approximativement égal à 100 %.

Encore de préférence, le traitement par broyage du mélange de base est adapté pour obtenir un broyât dont au moins 95 % en poids des granulats obtenus ont des dimensions comprises entre 0 et 60 mm, et de préférence entre 0 et 20 mm.

Selon une autre particularité, le procédé consiste encore à chauffer ledit mélange de base avant ledit traitement par broyage.

De manière avantageuse, le traitement de chauffage du mélange entre le broyage et le criblage, et éventuellement avant le broyage, est réalisé de sorte à porter la température dudit mélange à au moins 30°C, et de préférence à au moins 40 °C.

Selon encore une autre caractéristique préférentielle, ladite opération de criblage est adaptée pour obtenir une gamme de granulométrie de particules comprise entre 0 et 10 mm, et au moins une gamme de granulométrie supérieure à 10 mm.

Par exemple, pour un broyeur calibré à 80 mm, on peut utiliser : - un cribleur muni d’une grille calibrée à 10 mm, pour obtenir des particules de 0 - 10 mm et de 10 - 80 mm, ou encore - un cribleur muni de deux grilles calibrées à 10 mm et 30 mm pour obtenir des particules de 0 -10 mm, 10-30 mm et 30 - 80 mm.

Pour obtenir un produit homogène, une opération de malaxage est avantageusement mise en œuvre après l’opération de criblage. L’invention concerne également une installation pour le traitement de terre lourde ou collante, en particulier pour le traitement d’un mélange de base comprenant de la terre lourde ou collante, des gravats minéraux en forme de pierres et/ou de cailloux, et éventuellement du compost de déchets végétaux, laquelle installation comporte : - des moyens broyeurs, en forme de concasseur à percussion, aptes à broyer des gravats minéraux en forme de pierres et/ou de cailloux, - des moyens cribleurs, aptes à obtenir au moins deux gammes de granulométries différentes de broyât, et - des moyens de transfert du broyât, interposés entre lesdits moyens broyeurs et lesdits moyens cribleurs, pour l’alimentation de ces derniers en broyât provenant desdits moyens cribleurs, lesquels moyens de transfert comportent des moyens de chauffage dudit broyât.

Dans une forme de réalisation préférée, cette installation comporte des moyens d’alimentation desdits moyens de broyage, et ces moyens d’alimentation comportent des moyens de chauffage du mélange de base.

Selon une autre caractéristique intéressante, lesdits moyens de chauffage consistent en un système de doubles parois disposées sur au moins une partie de la périphérie desdits moyens de transfert et éventuellement desdits moyens d’alimentation, l’espace entre lesdites doubles parois étant alimenté par une source de chaleur.

Selon encore une autre caractéristique, lesdits moyens broyeurs et/ou lesdits moyens cribleurs comportent un moteur thermique produisant des gaz d’échappement chaud, et lesdits moyens de chauffage desdits moyens de transfert et éventuellement desdits moyens d’alimentation sont alimentés par lesdits gaz d’échappement chaud.

Toujours selon une autre particularité, lesdits moyens cribleurs consistent en un dispositif scalpeur équipé d’au moins une grille de criblage vibrante, ou en un dispositif équipé d’un caisson de criblage à étoiles. L’installation comporte encore avantageusement des moyens de malaxage disposés en aval desdits moyens de criblage pour homogénéiser le produit obtenu.

En outre, cette installation comporte de préférence une ou plusieurs structures de bâchage et/ou de capotage, pour recouvrir au moins une partie desdits moyens de transfert, et éventuellement desdits moyens d’alimentation, munis desdits moyens de chauffage.

Description detaillee d’un exemple de réalisation

La description qui va suivre, en regard de la figure unique annexée, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.

La figure annexée correspond à une vue schématique de dessus d’une installation de traitement conforme à la présente invention.

Comme illustré sur cette figure, l’installation de traitement 1 comprend des moyens broyeurs 2, aptes à broyer des gravats minéraux de type pierres et/ou cailloux, suivis de moyens de transfert 3 qui permettent de transférer le broyât en direction de moyens cribleurs 4, adaptés pour obtenir au moins deux gammes de granulométries différentes de broyât.

Les moyens broyeurs 2 consistent en un matériel de type concasseur, adapté pour réduire les pierres et les cailloux en éléments de plus petite taille.

En l’occurrence, ces moyens broyeurs 2 consistent en un matériel connu sous la dénomination de broyeur à percussion, ou encore concasseur à percussion, munis d’un rotor à marteaux associé à un ou plusieurs écrans d’impacts, par exemple au nombre de deux.

De tels concasseurs à percussion sont utilisés de manière courante dans les mines et les carrières notamment. Ils sont adaptés pour broyer les matériaux dont la taille (correspondant à leur plus grande dimension) peut aller jusqu’à plusieurs centaines de millimètres et, après traitement, pour obtenir un broyât dont la granulométrie des particules s’étend de 0 à quelques dizaines de millimètres (par exemple 80 mm).

Les moyens broyeurs 2 comportent - des moyens d’alimentation 5, en forme de tapis d’alimentation motorisé, vibrant ou non, pour assurer leur alimentation en produit à traiter, et - un tapis de sortie motorisé 3a, pour l’évacuation du broyât obtenu, correspondant ici à une partie des moyens de transfert 3 vers les moyens cribleurs 4.

Les moyens broyeurs 2 comportent encore un moteur thermique 6 pour l’entraînement de ses différentes parties mobiles (notamment son rotor et les deux tapis motorisés 5 et 3a) ; ce moteur thermique 6 comporte une conduite d’évacuation 7 pour canaliser ses gaz d’échappement chauds.

Les moyens cribleurs 4, disposés à la sortie du concasseur à percussion 2, sont alimentés par un tapis d’entrée motorisé 3b, faisant partie des moyens de transfert 3 précités, et disposé dans le prolongement du tapis de sortie motorisé 3a des moyens broyeurs 2.

Ces moyens cribleurs 4 consistent en un matériel adapté pour cribler et trier les matériaux, en vue d’obtenir au moins deux gammes de granulométrie différentes, par exemple trois grammes de granulométrie différentes.

Ils consistent plus particulièrement en un matériel classique de type scalpeur, muni d’au moins une grille de criblage vibrante, ou en un dispositif équipé d’un caisson de criblage à étoiles.

Chacune des gammes de granulométrie obtenues est évacuée par son propre tapis motorisé 8a, 8b, 8ç. A titre purement indicatif, pour un concasseur à percussion calibré à 80 mm, les moyens cribleurs 4 peuvent permettre le tri des particules broyées sortant des moyens broyeurs 2 selon : - les deux gammes de granulométrie suivantes :0-10 mm et 10 - 80 mm, ou encore - les trois gammes de granulométrie suivantes :0-10 mm, 10-30 mm et 30 - 80 mm.

Ici encore, les moyens cribleurs 4 comportent un moteur thermique 9 pour la mise en œuvre de ses moyens de criblage et des tapis d’évacuation 8a, 8b, 8ç.

Ce moteur thermique 9 comporte une conduite d’évacuation 10 pour canaliser ses gaz d’échappement chauds.

Au moins une partie des moyens de transfert 3, en l’occurrence, ici, le tapis d’entrée 3b des moyens de criblage 4, comporte des moyens de chauffage 11, adaptés pour chauffer le produit (broyât) sortant des moyens broyeurs 2 et en cours de transfert dans les moyens cribleurs 4.

De la même manière, les moyens d’alimentation 5 comportent des moyens de chauffage 12 adaptés pour chauffer le produit juste avant l’opération de broyage par les moyens broyeurs 2.

Ces moyens de chauffage 11 et 12 sont adaptés pour constituer une ambiance chaude, dans le volume directement sus-jacent des tapis motorisés 3a et 5, de manière à permettre d’élever la température du produit en cours de transfert (juste avant les moyens broyeurs 2 et juste avant les moyens cribleurs 4), en vue de l’assécher au moins partiellement.

Par ambiance « chaude », on entend une température supérieure à la température ambiante, par exemple supérieure à 30'O ou encore supérieure à 40 °C.

Pour cela, les moyens de chauffage 11 et 12 consistent en un système de doubles parois (formant des sortes de caissons chauffants), disposés sur au moins une partie de la périphérie des moyens de transfert 3b et des moyens d’alimentation 5, l’espace entre lesdites doubles parois étant alimenté par une source de chaleur.

Par exemple, comme illustré sur la figure annexée, le système de doubles parois peut se présenter sous la forme d’une structure à section horizontale en U comportant : - deux tronçons longitudinaux 3b1-3b2, 121-122, longeant latéralement les tapis 3b et 5, reliés par - un tronçon arrière 3b3, 123.

La source de chaleur qui alimente les moyens de chauffage 11 et 12 consiste en les gaz d’échappement chauds produits par les moteurs thermiques 6 et 9 des moyens broyeurs 2 et des moyens cribleurs 4.

Pour utiliser ces gaz d’échappement à titre de fluide chauffant, les conduites d’évacuation 7 et 10 des moteurs thermiques 6 et 9 se prolongent par des tronçons 13, 14 qui débouchent dans les systèmes de doubles parois 11 et 12.

Plus précisément, ici, les conduites d’évacuation 7 et 10 se rejoignent avant d’alimenter des systèmes de doubles parois 11 et 12.

Les gaz chauds sont évacués hors des systèmes à doubles parois 11 et 12 par des sorties respectivement 15 et 16, consistant en des pots d’échappement de type catalytique avec filtre.

Une ou plusieurs structures de bâchage et/ou de capotage (non représentée(s)) vient recouvrir au moins en partie l’installation 1, pour cloisonner l’atmosphère autour du produit en cours de traitement ou de transfert, afin de limiter les déperditions de chaleur et optimiser l’assèchement dudit produit traité.

Par exemple, un capotage réalisé en tôle(s) métallique (s), ou un bâchage formé d’une toile souple adaptée sur une armature, peut recouvrir l’ensemble de l’installation 1, ou simplement des parties de celle-ci, en particulier les moyens d’alimentation 5 chauffés, les moyens de transfert 3 chauffés, les moyens cribleurs 4 et éventuellement les tapis d’évacuation 8a, 8b, 8ç, pour optimiser le chauffage et assurer une protection contre les intempéries. L’installation de traitement 1 peut encore comporter des moyens de malaxage disposés au niveau de la sortie d’un ou de plusieurs tapis d’évacuation 8a, 8b, 8ç, pour homogénéiser le produit final broyé/criblé obtenu.

Une telle installation 1 est particulièrement adaptée pour traiter les terres lourdes ou collantes, en particulier les terres glaises ou argileuses, en association avec des gravats minéraux (pierres et/ou cailloux) et du compost issu de déchets végétaux, cela en vue de rendre cette terre plus fertile et donc faciliter sa valorisation.

Tout d’abord, on réalise un prémélange grossier de la terre lourde ou collante avec des gravats minéraux en forme de pierres et/ou de cailloux, et avec le compost de déchets végétaux.

En particulier, ce prémélange est avantageusement réalisé dans les proportions volumiques suivantes : - 35 à 70 % de terre lourde/collante, - 15 à 40 % de gravats minéraux, et -10 à 30 % de compost de déchets végétaux, l’ensemble étant égal à 100 % (ou approximativement à 100 %), d’autres constituants complémentaires pouvant être apportés dans de faibles proportions, tels que des engrais, des copeaux de bois ou encore de la chaux.

Ensuite, ce prémélange est déversé sur le tapis motorisé 5 au niveau duquel il subit une première opération de chauffage par les moyens de chauffage 12.

Le tapis motorisé 5 conduit le prémélange chauffé dans le concasseur à percussion 2 destiné à assurer le broyage des gravats minéraux et leur mélange avec la terre lourde/collante et avec le compost de déchets végétaux.

Plus particulièrement, le concasseur à percussion 2 réduit la dimension des pierres et des cailloux, il réalise ou complète leur mélange avec la terre et le compost ; et il commence à assécher le mélange, du fait du préchauffage réalisé au niveau des moyens d’alimentation 5, et par la rotation rapide de son rotor.

Le traitement de broyage en question est avantageusement adapté pour obtenir un broyât dont au moins 95 % en poids des granulats obtenus ont des dimensions comprises entre 0 et 60 mm, et de préférence entre 0 et 20 mm.

Le broyât terre/gravats minéraux/compost sort des moyens broyeurs 2 et il est pris en charge par les moyens de transfert 3 au niveau desquels il subit encore une opération de chauffage pour poursuivre son assèchement.

Les moyens de transfert 3 conduisent le mélange broyé dans les moyens cribleurs 4 où il subit l’opération de criblage et de tri recherchée.

Le criblage et le tri des granulats de broyât permettent d’obtenir différentes gammes de granulométrie des particules, chacune de ces gammes étant récupérée et évacuée par l’un des tapis d’évacuation 8a, 8b, 8ç.

Les gammes de granulométrie correspondantes peuvent être : - du 0 -10 mm et du 10 - 80 mm, ou encore - du 0 -10 mm, du 10 - 30 mm et du 30 - 80 mm.

La gamme la plus grossière peut être récupérée pour être recyclée et réintroduite dans le prémélange, au niveau des moyens d’alimentation 5, de manière à subir de nouvelles opérations de broyage, assèchement et tri.

Dans une variante de réalisation, si les moyens de chauffage 11 des moyens de transfert 3 suffisent, on peut envisager de supprimer les moyens de chauffage 12 au niveau des moyens d’alimentation 5 des moyens broyeurs 2.

Un tel procédé permet d’obtenir une terre homogène, plus fertile que la terre lourde/collante utilisée comme constituant de base, et également moins collante, qui peut être valorisée en terre de culture L’installation 1 peut également traiter un simple mélange de terre lourde ou collante (en particulier une terre glaise ou argileuse) avec des gravats minéraux (pierres et/ou cailloux).

Le procédé de traitement de ce mélange de base peut alors être identique à celui décrit ci-dessus, pour obtenir les mêmes gammes de granulométrie, ou des gammes similaires.

Le produit final obtenu, plus facile à travailler que la terre glaise ou argileuse, peut par exemple être valorisé à titre de lit de matériaux pour réseaux de canalisations.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de traitement de terre lourde ou collante, caractérisé en ce qu’il comprend les opérations successives consistant : - à mélanger ladite terre lourde ou collante au moins avec des gravats minéraux en forme de pierres et/ou de cailloux pour obtenir un mélange de base, - à traiter par broyage ledit mélange de base pour obtenir un broyât, - à chauffer ledit broyât, et - à réaliser une opération de criblage dudit broyât chauffé.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il consiste à obtenir ledit mélange de base en mélangeant la terre lourde ou collante et les gravats minéraux dans les proportions volumiques suivantes : - terre lourde ou collante : entre 40 et 80 % - gravats minéraux : entre 20 et 60 % l’ensemble étant égal ou approximativement égal à 100 %.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il consiste à ajouter du compost de déchets végétaux à la terre lourde ou collante et aux gravats minéraux pour obtenir le mélange de base.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il consiste à obtenir ledit mélange de base en mélangeant la terre lourde ou collante, les gravats minéraux et le compost de déchets végétaux dans les proportions volumiques suivantes : - terre lourde ou collante : entre 35 et 70 % - gravats minéraux : entre 15 et 40 % - compost de déchets végétaux : entre 10 et 30 %, l’ensemble étant égal ou approximativement égal à 100 %.
5. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit traitement par broyage dudit mélange de base est adapté pour obtenir un broyât dont au moins 95 % en poids des granulats obtenus ont des dimensions comprises entre 0 et 60 mm, et de préférence entre 0 et 20 mm.
6. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il consiste encore à chauffer ledit mélange de base avant ledit traitement par broyage.
7. 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit traitement de chauffage du broyât, entre lesdites opérations de broyage et de criblage, et éventuellement avant le broyage, est réalisé de sorte à porter la température dudit mélange à au moins 30'O, et de préférence à au moins 40 °C.
8. 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite opération de criblage est adaptée pour obtenir une gamme de granulométrie de particules comprise entre 0 et 10 mm, et au moins une gamme de granulométrie supérieure à 10 mm.
9. 9. Installation pour le traitement de terre lourde ou collante, en particulier pour le traitement d’un mélange de base comprenant de la terre lourde ou collante, des gravats minéraux en forme de pierres et/ou de cailloux et éventuellement du compost de déchets végétaux, caractérisée en ce qu’elle comporte : - des moyens broyeurs (2) en forme de concasseur à percussion, aptes à broyer des gravats minéraux en forme de pierres et/ou de cailloux, - des moyens cribleurs (4), aptes à obtenir au moins deux gammes de granulométrie différentes de broyât, et - des moyens de transfert (3) du broyât, interposés entre lesdits moyens broyeurs (2) et lesdits moyens cribleurs (4), pour l’alimentation de ces derniers en broyât, provenant desdits moyens broyeurs, lesquels moyens de transfert (3) comportent des moyens de chauffage (11 ) dudit broyât.
10. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu’elle comporte des moyens d’alimentation (5) desdits moyens de broyage (2), lesquels moyens d’alimentation (5) comportent des moyens de chauffage (12) dudit mélange de base.
11. 11. Installation selon l’une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que lesdits moyens de chauffage (11, 12) consistent en un système de doubles parois disposées sur au moins une partie de la périphérie desdits moyens de transfert (3) et éventuellement desdits moyens d’alimentation (5), l’espace entre lesdites doubles parois étant alimenté par une source de chaleur.
12. 12. Installation selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que lesdits moyens broyeurs (2) et/ou lesdits moyens cribleurs (4) comportent un moteur thermique (6, 9) produisant des gaz d’échappement chauds, et en ce que lesdits moyens de chauffage (11, 12) desdits moyens de transfert (3) et éventuellement desdits moyens d’alimentation (5) sont alimentés par lesdits gaz d’échappement chauds.
13. 13. Installation selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce qu’elle comporte une ou plusieurs structures de bêchage et/ou de capotage, pour recouvrir au moins une partie desdits moyens de transfert (3) et éventuellement desdits moyens d’alimentation (5), munis desdits moyens de chauffage (11, 12).